Jump to content

Empfohlene Beiträge

Werbung (verschwindet nach Registrierung)

digital und mechanisch gegeneinander ausspielen? ganz falscher Ansatz!

 

In der Physik passieren Dinge, diese lassen sich mit Mathematik beschreiben. Jetzt kann man den physikalischen Vorgang analog berechnen (Kondensatoren, Spulen, folgend Schwingkreise, Oszillatoren usw. Equalizer, Filter usw.) oder man macht es digital. Digital ist dann erstmal nichts weiter als eine andere Art der genau gleichen Berechnung, nur wesentlich genauer, einfacher und effizienter.

 

Wir kommen hier ein bisschen vom Thema ab, trotzdem:

 

Digital ist nicht genauer als analog, kann es nicht sein, weil dem digitalen immer ein analoger Prozess vorausgeht, der die Genauigkeit vorgibt und die Wandlung selbst (geringfügige) Verluste bringt.

 

Deswegen hat der Verschluss nichts mit digital oder analog zu tun, er arbeitet vor der Analog/Digitalumwandlung.

 

Der große Vorteil der Digitaltechnik liegt in der weiteren Bearbeitung. Sie ist im Gegensatz zur analogen verlustfrei (wenn nicht, wie bei JPG, komprimiert wird). Daher kommt wohl auch die Allgemeinbetrachtung -> digital = moderner, besser, die aber physikalisch nicht stimmen muss.

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

In meinen Augen ist es gerade eine Gesetzmäßigkeit der Technikentwicklung, das alles was elektronisch/digital auf wirtschaftliche Weise gemacht werden kann, um Mechanisches zu ersetzen, auch gemacht wird und dann den Massenmarkt aufrollt.

 

Das ist in der wirtschaftlichen Umsetzung keine Gesetzmäßigkeit der Technikentwicklung, sondern der Effizienz. Die Firmen gucken nicht: Wo können wir mech. durch el. ersetzen, sondern was ist billiger, weniger störungsanfällig und langlebiger. In der Regel ist dies der el. Baustein, deswegen wird er eingesetzt.

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

 

Digital ist nicht genauer als analog, kann es nicht sein, weil dem digitalen immer ein analoger Prozess vorausgeht, der die Genauigkeit vorgibt und die Wandlung selbst (geringfügige) Verluste bringt.

 

Richtig, deshalb gibt ein Schallplattenspieler die Musik auch besser wieder als eine CD? Gewiss nicht, da analog auch heißt, zig Dreckeffekte drin zu haben. Das meine ich mit "genau". Und, wenn man digital und analog vergleicht, dann ist es per se einfach genauer. Ok, man kann sich drum streiten, ob diskrete Filter besser sind als analoge, wenn die Abtastfrequenz zu niedrig ist. Aber dann ist das ja schon ein konzeptioneller Fehler, den man nunmal nicht macht, wenn man es konzipiert. Also von daher...

 

Wiederum gebe ich dir bei einer Sache recht und zwar bei der Verstärker-Technik der Audio-Ausgabe. Audio wird nunmal "analog" ausgegeben und der Klirr-Faktor eines A/B-Verstärkers ist nunmal fast durchweg geringer als bei einem Class D-Verstärker. Jedoch ist das ja auch keine richtige Digitalisierung, sondern nur eine andere Art der analogen Umsetzung bzw. in dem Fall Verstärkung eines Signals, heckseln, hochfrequenzieren, verstärken, glätten. fällt von daher auch per Definition eigentlich raus...

 

Wenn ich so nachdenke, fällt mir eigentlich keine einzige Applikation ein, bei der analog genauer sein soll als digital. Dir?

 

Ja, es geht immer ein analoger Vorgang vorraus, aber es geht hier um die nachfolgende Verarbeitung. Interessanterweise sind ja inzwischen auch Sensoren per se genauer als Film. Und egal ob analoge oder digitale Verarbeitung: Shit In- Shit out. Das kennen Tontechniker glaub am besten.

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Richtig, deshalb gibt ein Schallplattenspieler die Musik auch besser wieder als eine CD? Gewiss nicht, da analog auch heißt, zig Dreckeffekte drin zu haben.

 

 

stimmt, wobei die meisten Unterschiede im Mastering liegen .. damals musste man beweisen, dass CDs soviel klarer und besser sind, als Platten .. also wurden die betont "spitz" abgemischt, was auf guten Anlagen teilweise extrem nervig klang

 

:) die harten LP Fans schrieben das natürlich dem Medium zu, eine Legende war geboren

 

(Oberwellentheorien und sonstiges High End Zeugs mal rausgelassen)

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

stimmt, wobei die meisten Unterschiede im Mastering liegen .. damals musste man beweisen, dass CDs soviel klarer und besser sind, als Platten .. also wurden die betont "spitz" abgemischt, was auf guten Anlagen teilweise extrem nervig klang

 

:) die harten LP Fans schrieben das natürlich dem Medium zu, eine Legende war geboren

 

(Oberwellentheorien und sonstiges High End Zeugs mal rausgelassen)

Genau so war‘s. Und außerdem diskutierte man darüber, dass LPs zwar „dreckige“ Zusatzinformation mitbringen, dafür aber CDs aus dem analogen Ausgangsmaterial Information weglassen, das Signal also quasi unvollständig ist. Was man dabei dann unter „genau“ oder „ungenau“ verstehen will, müsste man diskutieren bzw. definieren. bearbeitet von leicanik
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Werbung (verschwindet nach Registrierung)

Das ist in der wirtschaftlichen Umsetzung keine Gesetzmäßigkeit der Technikentwicklung, sondern der Effizienz. Die Firmen gucken nicht: Wo können wir mech. durch el. ersetzen, sondern was ist billiger, weniger störungsanfällig und langlebiger. In der Regel ist dies der el. Baustein, deswegen wird er eingesetzt.

Das will ich jetzt nicht in der Tiefe diskutieren - aber Technikentwicklung ist in meinen Augen kein autonomes Geschehen, sondern immer auch und ganz besonders abhängig von ökonomischen Gesichtspunkten.

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Genau so war‘s. Und außerdem diskutierte man darüber, dass LPs zwar „dreckige“ Zusatzinformation mitbringen, dafür aber CDs aus dem analogen Ausgangsmaterial Information weglassen, das Signal also quasi unvollständig ist. Was man dabei dann unter „genau“ oder „ungenau“ verstehen will, müsste man diskutieren bzw. definieren.

 

Nur ist die CD schon so vollständig, dass Versuche zu verbesserten Nachfolgern mehr oder weniger fehlschlugen. Und aktuell geht's mit mp3 oder anderen Komprimierungen wieder einen Schritt zurück.

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

'analog' ist genau genommen nur eine Illusion, das Licht selbst ist digital (Photonen)

 

Das ist richtig und falsch zugleich. Licht ist ja Welle und Teilchen. Man kann aber durchaus sagen, dass jedes Pixel eigentlich ein Zähler ist der Ereignisse (das auftreffen einzelner Photonen) zählt. Damit ist der Wert im Pixel zunächst mal digital. Mit heutiger Technik muss man hin allerdings in eine Ladung umwandeln, die dann AD-gewandelt wird. Das ist aber eine viel tiefere Ebene als das worüber hier diskutiert wird.

 

Hier geht es um die simple Frage ob die Belichtungszeit durch einen mechanischen oder elektronischen Verschluss gebildet wird. Entweder gibt es eine Mechanik die den Sensor verdeckt und für eine definierte Zeit dem Licht aussetzt damit man nachher "In Ruhe", die Werte AD-Wandeln kann oder der Sensor hat eine Elektronik, die das Sammeln der Ladungen zeitlich so begrenzt, dass es auch ohne Mechanik funktioniert.

 

Bislang war es so, dass die ersten Sensoren vermutlich zu stark rauschten, wenn man sie zu lange dem Licht aussetzte. Deshalb wurde trotz CCD-Technik, die im Prinzip immer den gewünschten global shutter hat, zusätzlich ein mechanischer Verschluss genutzt. Dann hatte man CMOS-Technik, die zunächst keinen global shutter hat und deshalb wegen dem rolling shutter für viele Aufnahmen ohne mechanischen Verschluss nicht taugt. Der elektronische Verschluss hatte auch lange mit stärkerem Rauschen zu kämpfen.

 

Inzwischen scheinen sich die Entwicklungen in die Richtung zu bewegen, dass man einen global shutter erwarten kann und wenn die Bildqualität gleichwertig ist, dann ist ein elektronischer Verschluss grundsätzlich billiger, haltbarer, leiser, besser und in jedem Fall überlegen. Der kommt also vermutlich recht bald und macht die Mechanik schlagartig obsolet.

 

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Natürlich lassen sie Sachen weg, bspweise alles über 22 kHz. Dinge die man zum Hören eben nicht braucht, aber das hatte ne normale Schallplatte sowieso nicht. Oder die Laufungenauigkeiten, das Problem mit der unterschiedlichen Bahnlänge auf der Platte, das Knacksen, Rauschen.... Alles, was man eben auf dem Weg vom Mastern bis hin zum Verstärkereingang eben nicht haben will. Ansonsten wird da gar nichts weggelassen, von dem was man bruacht. im Gegenteil. Dynamik über 90 dB aufgrund der 16 Bit (besonders gut für Klassik, ne Schallplatte schafft... 40?), Höhere Frequenzgänge die möglich sind (bei ner Schallplatte hört's auf bei 8? 9? kHz. Ist das mit dem Höhen-Abmastern eig. belegt? hört sich eher so an, als wäre das nunmal eine normale Folge dessen, dass die Schallplatte das eben gar nicht konnte und man es dann überhaupt erstmal gehört hat xD), ein exaktes Abpielverhalten, sogar eine Fehlerkorrektur... Wo genau wird hier was weggelassen? Den Punkt verstehe ich irgendwie nicht. Es hat halt nur Vorteile. Alles, was eine zusätzliche Fehlerquelle beim Abspielmedium Schallplatte war, mitsamt seiner Abspieler, fällt einfach weg.
Wenn man bedenkt, dass ein Musiker gerne hätte, dass bein Hörer das ankommt, was er aufnimmt, dann wäre er schön blöd zur Schallplatte zu greifen.

MP3 ist denke ich kein Thema mehr, aber.... stopp.

Ok, wir waren beim Zentralverschluss.
Also, ein elektronischer Verschluss wird sicher irgendwann mit einem global shutter kommen, nur wie gesagt: Leicht ist das allemal nicht.

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

kurzum....wenn die neue Technik das Zeugs zuverlässiger/ haltbarer/ anwenderfreundlicher macht soll sie kommen ob sog. digital oder analog oder was auch immer......wenn, das Endergebnis dabei nicht schlechter wird ......

 

und solange das wünschenswert neue noch nicht entwickelt werden konnte , dann ist es eben so....

bearbeitet von potz
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Geben gibts da schon einiges, nur für unsere Konsum.....kameras wohl noch nicht kostenoptimiert genug.

 

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NOIP1SN025KA-D.PDF

https://www.dpreview.com/news/8243930318/full-frame-48mp-sensor-with-global-shutter-and-8k-video-hits-market-from-cmosis

https://www.dpreview.com/news/1945724359/sensor-breakthrough-sony-has-developed-a-backlit-cmos-sensor-with-global-shutter

https://news.panasonic.com/global/press/data/2018/02/en180214-2/en180214-2.html

 

Davon war 2015 die Rede:

 

https://www.enas.fraunhofer.de/content/dam/enas/de/documents/Downloads/Chemnitzer%20Seminare/Seminar_22_SP_2015/16%20MPixel%203D%20stacked%20CMOS%20image%20sensor.pdf

 

http://www.photoscala.de/2015/11/25/quantumfilm-neue-sensortechnologie-ist-marktreif/

 

2014:

 

https://www.slashcam.de/news/single/Konkretere-Sony-Sensor-Geruechte--Global-Shutter--1-11757.html

 

Das sind aber meistens 10-Bit Sensoren. Genau das ist ja der Clou. 14 Bit, entsprechende Dynamik und die dann als global shutter auslesen. von 10 zu 14 Bit ist es schon nochmal ne starke Anstrengung in der halbleitertechnik für sinnvolle S/N-Ratios bei Fotodioden (1024 Bit zu 16384 Bit). Im Industrie-bereich ist die Dynamik weniger interessant, da reichen 10 Bit als Maximum normalerweise locker. Glaub der einzige mit 14 Bit, den ich in den Quellen von dir gefunden hab, (die übrigens sehr gut sind, danke dafür) ist von Sony. Und ja, wir vermischen natürlich nicht die Eingangsdynamik mit der Sensordynamik ;)

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Nun hat die Dynamik nichts mit der Wortbreite zu tun, wobei auch das Photonenrauschen bei linearer Digitalisierung bei den üblichen Sensoren die 9 bis 10 Bit Stufen übersteigt.

 

hm, doch? also korrigiere mich, falls ich irre, aber die menschliche Wahrnehmung und die physikalischen Abläufe dahinter verlaufen normalerweise logarithmisch und entsprechend korrelliert auch die Anzahl der möglichen Abstufungen mit der möglichen Dynamik, bzw. den Blendenstufen. Natürlich ist das erstmal nur reine Theorie, da die Umsetzung noch andere Hindernisse birgt, aber dennoch ist die Wortbreite mit der Dynamik gekoppelt. Das sieht man ja schon bei einer CD, von der wir es vorher hatten. 16 Bit ermöglichen eine Dynamik von 96 dB und diese sogar komplett - rechnerisch.Technische Aspekte, wie ein gewisser Abstand zum Rauschen, müssen da natürlich einkalkuliert werden. Hier sind dann noch die D/A-Umsetzer der einschränkende Faktor und bei der Aufnahme die A/D-Umsetzer.

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

. 16 Bit ermöglichen eine Dynamik von 96 dB und diese sogar komplett - rechnerisch.T

 

Was ist der Unterschied zwischen Licht und Schall?

Licht rauscht selbst, je mehr Licht um so größer das absolute Rauschen. Schall Rauscht selbst nicht.

Bei Licht Spielt also das Digitalisierungsrauschen keine Rolle.

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Was ist der Unterschied zwischen Licht und Schall?

Licht rauscht selbst, je mehr Licht um so größer das absolute Rauschen. Schall Rauscht selbst nicht.

Bei Licht Spielt also das Digitalisierungsrauschen keine Rolle.

 

und umso weniger Licht, umso weniger Rauschen. womit dieser Faktor wieder verringert wird. Im Endeffekt ist das einfach eine weitere Kurve, die man bei der Sensor-Konzipierung mit einbeziehen muss. Das ändert trotzdem nichts daran, dass ein Sensor, dessen A/D-Umsetzer seine Information nunmal in Bit weitergibt, seine Dynamik aus den vorhandenen Ladungen bezieht, die durch die Photodiode aus Licht umgesetzt wurden. Das Photonenrauschen, was du meinst, ist ja so gesehen noch vor dem Sensor. Es ist eben einfach ein weiterer Aspekt, der die theoretische Dynamik weiter beschränkt. Aber trotzdem ist die Sensor-Dynamik mathematisch mit der Wortbreite gekoppelt. Ansonsten würde so ein Sensor-Entwickler ja durchdrehen, wenn er das nicht als Grundlage hätte.

 

Vllt. habe ich das ganze mit "Eingangsdynamik" oben falsch beschrieben. Damit meinte ich eben die Dynamik-Aspekte, die noch vor dem Sensor Einzug halten.

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Dazu zeige ich mal wieder diese beiden Grafiken aus früheren Beiträgen. Die sind zwar nicht perfekt, aber sie zeigen die Zusammenhänge verständlich, denke ich.

https://www.systemkamera-forum.de/topic/114745-jpeg-reserven-sony-1%E2%80%99%E2%80%99-olympus-mft/page-2?do=findComment&comment=1294982

https://www.systemkamera-forum.de/topic/110114-%C3%A4quivalenz/page-24?do=findComment&comment=1254061

 

Und diese noch:

 

Hallo, lieber Besucher! Als Forumsmitglied (kostet nix) würdest du hier ein Bild sehen…

Einfach hier registrieren – Wir freuen uns immer über neue Mitglieder!

bearbeitet von wolfgang_r
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

 

Eine X-Achse ohne Achsenbeschriftung. Willst du mich foltern? :eek:

Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

naja, ich sehe zwar, dass meine Aussage bestätigt ist, dass das Photonenrauschen einfach eine weitere Kurve ist, mit der man rechnen muss, aber suggestiv ist es etwas schwierig für den verstand, eine abfallende Kurve mit einem zunehmenden Sachverhalt zu identifizieren. Dort sieht man ja gut, dass das Photonenrauschen anteilige zunimmt, je mehr licht es wird.

Aber was ist e-? die elementarladung? Die Anzahl der Elektronen? die eulersche zahl e^(-x)? An dem Punkt hänge ich, den ich mir nicht ganz zusammenreimen kann, womit die Grafik etwas unleserlich für mich wird :D

jedenfalls verstehe ich das richtig, dass der Break-Even zwischen Streulichtrauschen und Photonenrauschen dazu führt, dass man gerade mal 9 Blenden Dynamik erreichen kann nach der Grafik?

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

(...)

 

Aber was ist e-? die elementarladung?

 

(...)

 

Das meinen sie, entnehme ich aus den Datenblättern der Sensoren: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/KAF-50100-D.PDF

 

 

 

(...)

 

jedenfalls verstehe ich das richtig, dass der Break-Even zwischen Streulichtrauschen und Photonenrauschen dazu führt, dass man gerade mal 9 Blenden Dynamik erreichen kann nach der Grafik?

 

Das kommt darauf an. Bei ganz kleinen Lichtquellen und viel nichts drumrum kann das sehr viel mehr sein (Astro).

Wie sich das auswirkt kommt darauf an, wie das Verhältnis von Hell und Dunkel im Bild flächenmäßig und wertmäßig ist. Sehr ungünstig wäre ein schwarzer Höhleneingang mit weiß getünchten Felsen drumrum im Flächenverhältnis 1:1 beispielsweise, oder umgekehrt die knallige Sonne im Bild aus einem schwarzen Raum heraus aufgenommen.

https://www.systemkamera-forum.de/topic/119122-objektivverg%C3%BCtung-grundsatzartikel-von-zeiss/?do=findComment&comment=1429611

Dann kann der Sensor eine noch so irre Dynamik vertragen, es nützt ihm nichts, weil die nicht bei ihm ankommt. Das ist ja auch die Krux bei den Messungen. Je nach Objektiv kommen da locker mal 1 EV Unterschied heraus.

bearbeitet von wolfgang_r
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Das meinen sie, entnehme ich aus den Datenblättern der Sensoren: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/KAF-50100-D.PDF

 

 

 

 

Das kommt darauf an. Bei ganz kleinen Lichtquellen und viel nichts drumrum kann das sehr viel mehr sein (Astro).

Wie sich das auswirkt kommt darauf an, wie das Verhältnis von Hell und Dunkel im Bild flächenmäßig und wertmäßig ist. Sehr ungünstig wäre ein schwarzer Höhleneingang mit weiß getünchten Felsen drumrum im Flächenverhältnis 1:1 beispielsweise, oder umgekehrt die knallige Sonne im Bild aus einem schwarzen Raum heraus aufgenommen.

https://www.systemkamera-forum.de/topic/119122-objektivverg%C3%BCtung-grundsatzartikel-von-zeiss/?do=findComment&comment=1429611

Dann kann der Sensor eine noch so irre Dynamik vertragen, es nützt ihm nichts, weil die nicht bei ihm ankommt. Das ist ja auch die Krux bei den Messungen. Je nach Objektiv kommen da locker mal 1 EV Unterschied heraus.

 

jetzed! Dann hab ich's vorhin verkehrtherum interpretiert. Also das Photonenrauschen ist anteilig immer gleich, links also bei 0, oder bei diesem Bild 50000 e- bei ISO 200 usw. überlagert noch das Streurauschen das Photonenrauschen. Die theoretische Dynamik läge bei 15,5 Blenden, ist reell aber nur bei 7,5-8, weil das Rauschen unten rum reinpfuscht. Jetzt würde ich aber vermuten die X-Achse müsste mit der Elementarladung beschriftet werden? Aber dann wäre diese ja gerade Spiegelverkehrt und der Null-Punkt rechts müsste links bei 0 liegen. Dann wiederrum würde ich denn Sinn der "Brightness" nicht nachvollziehen können. Ist damit gemeint, dass mit abfallender Elementarladung die Helligkeit nur noch mit einer geringeren Dynamik, sprich weniger Blendenstufen dargestellt werden kann?

Jetzt wiederrum würde ich dann zu dem Schluss kommen, dass "anteilig" auch kein richtiger Begriff wäre, weil 224 Elementarladungen des Photonenrauschens im Vergleich zu den 50000 sicher nicht das 1:3-Verhältnis bilden wie 3 Elementarladungen im Vergleich zu 9 am Ende rechts. Zumindest nicht linear.

 

Und jetzt würde ich das so sehen, dass mit abnehmender Elementarladung die Dynamik natürlich auch extrem abnimmt und der Unterschied zwischen verwertbarem Signal und dem Photonenrauschen kaum noch da ist. Sowieso bieten 9 Elementarladungen im Gegensatz zu 50000 wohl kaum eine sinnvoll auswertbare Information.

 

Aber nun denn, da gibt's doch den Bias, oder? ;) Hab ich's so weit richtig verstanden?

bearbeitet von Neto-Zeme
Link zum Beitrag
Auf anderen Seiten teilen

Erstelle ein Benutzerkonto oder melde dich an, um zu kommentieren

Du musst ein Benutzerkonto haben, um einen Kommentar verfassen zu können

Benutzerkonto erstellen

Neues Benutzerkonto für unsere Community erstellen. Es ist einfach!

Neues Benutzerkonto erstellen

Anmelden

Du hast bereits ein Benutzerkonto? Melde dich hier an.

Jetzt anmelden
×
×
  • Neu erstellen...